128kV雙電壓式電力變壓器的開發設計

鄭剛 王介全

西安西電變壓器有限責任公司 陜西西安 710000

1 主要技術參數

型號：SF11-11000/128

額定頻率：50Hz

額定容量：11/11MVA

額定電壓：128±2×2.5%-64+3-1×5%/5.5kV

短路阻抗：9%

聯結組別：YNd11

冷卻方式：ONAN/ONAF

空載損耗：≤12.5kW

負載損耗：≤59.6kW

絕緣水平：h.v.

線路端子：LI650AC275l.v.

線路端子：LI60AC20l.v.

中性點端子：LI385AC165

2 產品結構及設計控制

2.1 方案確定及結構

此臺變壓器為雙電壓無勵磁調壓，雙電壓分接級數及百分數不同，串并聯聯結方式及調壓結構成為設計方案的關鍵。通過對多種方案的對比分析，確定此臺產品采用高壓繞組分兩段，通過開關進行串并聯之后，再串入調壓繞組的這種方式能夠滿足用戶雙電壓128±2×2.5%-64+3-1×5%/5.5kV的使用要求，兩種電壓下調壓部分通過的電流不同，并聯方式為串聯方式的2倍[1]。

變壓器高壓繞組分上、下完全對稱的兩段，通過串并聯開關實現聯結，調壓繞組通過無勵磁分接開關連接各級電壓，鐵心采用三相三柱式結構。高壓線圈使用全扭矩，終端線圈使用連續的，端線圈使用連續的，端線圈使用連續的，端線圈很好地平衡安匝，導致由安匝不平衡引起的小力。低壓上層從油箱中拉出來，串并聯開關布置在高壓A相附近儲油柜對側。

2.2 設計控制

不斷修改控制規格，改進分析系統，通過跟蹤產品模型或測試數據來量化產品設計的實際成本。使用新產品開發的一般項目分析程序如下總結。

2.2.1 絕緣結構設計

絕緣結構設計產品容量小，絕緣等級高，絕緣體的設計是變壓器設計的關鍵，必須考慮到絕緣體的安全性和節約。使用有限的仿真分析軟件，計算了線圈、線圈和接地之間、線圈和線圈之間、線圈和線圈之間、線圈和線圈之間、線圈和線圈之間的電場分布和強度。根據計算，確定變壓器縱向絕緣的主要參數和絕緣結構提供了足夠的安全保障。

閃電的強度是絕緣體設計的關鍵。通過計算波的過程，計算了電位的分布和線圈的梯度分布，計算主要分為下面兩種情況。

（1）串聯時，高壓繞組首端全波入波，高壓兩段串聯，其余繞組接地。高壓繞組的單元最大沖擊梯度7.41%，安全裕度1.58。

（2）并聯時高壓繞組首端全波入波，其余繞組接地。高壓繞組的單元最大沖擊梯度9.70%，安全裕度1.67。通過繞組波過程計算，因為串、并聯后，入波電壓值不同，絕緣結構相同，串聯時，梯度低，安全裕度小，并聯時，梯度大，安全裕度大。繞組的沖擊場強在設計許用值之內，且整體安全裕度較大，繞組絕緣安全可靠。

2.2.2 串并聯開關的應用及高壓中部電場分析

通過計算各觸頭電壓，嚴格控制帶電體絕緣在油中的表面場強，使其滿足設計的場強許用值。根據計算電位，確認串并聯開關的絕緣水平選取，對首端沖擊650kV，工頻275kV，級間沖擊450kV，工頻180kV。

2.2.3 機械強度

產品主要依賴于線圈短路和油箱的機械力量。加強線圈動力學和熱穩定性的基本要素如下：

（1）用反短路能力計算變壓器線圈的徑向和軸向不穩定性，以確保完全安全。

（2）針對高壓線圈徑向穩定性采取了強有力的措施。使用半硬化銅絲增加徑向斷路器的平均臨界電壓，增加低壓線圈內的內部桿數，在線圈內的線圈內的線圈，在線圈內的線圈內的線圈，在管和支撐桿之間的線圈使其緊湊。

（3）線圈墊由高密度的硬紙板組成，在持續的壓力下干燥，頂部環繞。

（4）油輪形狀像鐘樓罐車由壁焊的焊接的高強度鋼板加強下層屋頂水箱，水箱上部加強支柱，蓋子，計算機械強度，加強合理配置數量和油缸的地位，讓他們成為優雅而精致的機械強度符合要求。在負壓力下計算的最大彈性為5.4毫米，在恒定壓力下，最大的彈性變形為6.48毫米。

2.2.4 低噪聲

變壓器的噪音主要是由磁力剪切引起的棒振動引起的。在設計過程中，已經采取了下列措施，通過技術保障減少了核振動。

（1）這個產品的核心是一個三相三角學三角三角六級結。桿是高強度鋼板

（2）上鐵軛和下鐵軛是由高強度的鋼板夾子組成的。把均勻的張力放在門閂上，嚴格控制離合器。

（3）棒與高強度聚酯膠帶緊密相連，聚酯膠帶具有均勻的力。每個層邊緣的環氧樹脂涂片可以增加對原子核的粘附力，減少硬核末端的振動。

（4）使用高頻數字安裝設備切割硅鋼，在安裝過程中減少芯片的內部壓力。核心使用無褶皺技術，避免額外的機械壓力，減少過載損失。

這些方法和措施導致變壓器的噪音高達60分貝。

3 結語

定量設計在變壓器的設計和設計中非常重要。經過多年的有限分析，從一個點到另一個點的過程形成了完整的分析，形成了獨立的定量分析師和控制標準。在設計開發新產品128kV雙電壓變壓器過程中，應用量化設計，充分利用有限的模擬來分析產品計劃的電場、磁場、流體和機械性能，以確保這些產品的可靠性，尤其在串并聯開關及無勵磁分接開關整體設計方案的可行性、不對稱漏磁引起的漏磁變化、特殊開關的絕緣水平確定、繞組之間的電流分配等方面為設計提供了重要設計依據。